沪科技版（2020）选择性必修1金属的电化学防护完整版ppt课件

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1.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害。2.了解防止金属腐蚀的措施。3.能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。
金属腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
金属原子失电子被氧化，表示为：M-ne-=Mn+
金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化，会使机器设备、仪器、仪表的精密度和灵敏度降低，影响使用以致报废。
铁均被腐蚀。 第一个装置中，铁和酸直接反应放氢气。第二个装置中，Fe-C形成原电池，Fe做负极被腐蚀。
不纯金属或合金与电解质溶液接触
金属与非电解质（O2、Cl2等）直接接触
两者同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大
Fe－2e－===Fe2＋
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3
通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍
电解原理引起的腐蚀 ＞ 原电池原理引起的腐蚀 ＞ 化学腐蚀＞防腐措施的腐蚀
判断金属腐蚀快慢的规律
电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极
对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液 ＞ 弱电解质溶液 ＞ 非电解质溶液
活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。
对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
①电解质的氧化能力越强，负极金属越易被腐蚀，如Fe在不同电解质溶液中的腐蚀速率：CuSO4溶液＞稀硫酸＞NaCl溶液。②电解质中起氧化作用的离子相同时，该离子浓度越大，负极金属腐蚀速率越快，如腐蚀速率：1 ml·L－1盐酸＞0.1 ml·L－1盐酸＞0.1 ml·L－1醋酸＞海水（起氧化作用的H＋浓度逐渐减小）。③溶液的导电能力越强，负极金属越易被腐蚀，如腐蚀速率：海水＞淡水＞酒精。
对于由相同正、负极构成的原电池（如Fe、Cu原电池）
由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式。
纯度越高的金属，腐蚀的速率越慢（纯金属几乎不被腐蚀）。
一般情况下，不纯的金属或合金，在潮湿的空气中腐蚀的速率远快于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。
金属活动性顺序表中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀；金属活动性顺序在氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。
钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极都是铁，失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。
例1.如图所示，容器中的试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：
（1）若容器内液体是水，铁钉逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于 （填“化学”或“电化学”）腐蚀。 （2）若试管内液面上升，则原溶液呈　 　　　性，发生　　　　腐蚀，负极的电极反应式为　　　　　　　　　，正极的电极反应式为　　　　　　　　。 （3）若试管内液面下降，则原溶液呈　　　　　性，发生　　　　腐蚀，负极的电极反应式为　　　　　　　　　　　，正极的电极反应式为　　 　　。
2Fe－4e－ =2Fe2＋
　O2＋2H2O＋4e－ = 4OH－
Fe－2e－= Fe2＋
2H＋＋2e－=H2↑
金属防护就是防止金属的腐蚀，要解决的主要问题是使金属不被氧化，应从金属腐蚀的化学反应原理、腐蚀的类型等方面来确定金属防护的具体方法。
金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。
在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金。如普通钢加入镍、铬制成不锈钢，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且具有良好的生物相容性。
在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品与周围物质(外界空气、水、电解质溶液等)隔离，这是一种被普遍采用的防护方法。
①非金属保护层：如喷油漆、涂油脂。②金属保护层：如铁制品上镀铜、锌或其他惰性金属等。
金属表面覆盖保护层的其他方法（1）用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理（生成一层致密的Fe3O4薄膜）。（2）利用氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化。
金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，就不易被腐蚀。
阳极：发生氧化反应的电极
将被保护金属作为阴极（原电池的正极），把比它还原性强的金属作为阳极（原电池的负极）。
此法常用于保护海轮外壳及石油管道等。
更活泼的金属（如镁、锌等）作阳极（负极），在不断被腐蚀后定期更换，而作为阴极（正极）的金属就不易被腐蚀而得到保护。
被保护的金属与外接电源负极相连做阴极。
通电后，电子流向被保护的钢铁设备，在钢铁表面积累了大量的负电荷，从而抑制钢铁失去电子，阻止钢铁被腐蚀。
此主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。
港珠澳大桥中用到的防腐技术
例2.港珠澳大桥设计寿命为120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是（　　）A.防腐原理主要是避免发生反应：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe（OH）2 B.构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等，防止形成原电池C.采用外加电流的阴极保护法时需外接镁、锌等作辅助阳极D.钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀
改变金属材料的组成在金属表面覆盖保护层牺牲阳极的阴极保护法外加电流的阴极保护法
1.支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防蚀，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是（　　）
A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
2、我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是（　　）
A.通电时，锌环为阳极，发生氧化反应B.通电时，阴极上的电极反应：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－ C.断电时，锌环上的电极反应：Zn2＋＋2e－=ZnD.断电时，仍能防止铁帽被腐蚀